風(fēng)力發(fā)電機(jī)用特大型雙排四點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)盤球軸承力學(xué)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、特大型雙排四點(diǎn)接觸球軸承以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)被廣泛用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)中，其工作特性及可靠性直接影響整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電機(jī)特殊的使用環(huán)境要求變槳軸承具有長(zhǎng)壽命、高可靠性及低摩擦力矩，特大型雙排四點(diǎn)接觸球軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響其載荷分布、壽命、承載能力及摩擦力矩。
　　基于赫茲接觸和摩擦學(xué)理論，對(duì)特大型雙排四點(diǎn)接觸球軸承力學(xué)性能、承載能力、疲勞壽命、油膜厚度、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、摩擦力矩進(jìn)行了分析。并使用風(fēng)電變槳軸承模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)

2、行了摩擦力矩的試驗(yàn)驗(yàn)證。首先根據(jù)特大型雙排四點(diǎn)接觸球軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及受載情況建立軸承的力學(xué)分析模型，使用 ANSYS有限元分析軟件分析了特大型雙排四點(diǎn)接觸球軸承最大接觸應(yīng)力，和數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。根據(jù) Lundberg-Palmgren理論，給出了特大型雙排四點(diǎn)接觸球軸承疲勞壽命的計(jì)算方法。建立了特大型雙排四點(diǎn)接觸球軸承的摩擦力矩計(jì)算模型。并分析了軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)特大型雙排四點(diǎn)接觸球軸承接觸載荷分布、最大接觸應(yīng)力、疲勞壽命、承載能力、

3、油膜厚度及摩擦力矩的影響。然后根據(jù)遺傳算法理論對(duì)軸承參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。最后通過(guò)試驗(yàn)值和計(jì)算結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證力學(xué)模型及軸承摩擦力矩計(jì)算方法的正確性。
　　結(jié)果表明：軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)影響軸承接觸載荷分布、最大接觸應(yīng)力、軸承承載承載能力、軸承疲勞壽命、軸承最小油膜厚度及軸承摩擦力矩。隨著軸承負(fù)游隙絕對(duì)值的增大，軸承最大接觸應(yīng)力及最大接觸載荷先減小后增大；軸承原始接觸角增大，軸承最大接觸載荷及最大接觸應(yīng)力減?。惠S承接觸溝曲率半徑系數(shù)增大，軸承最大接

4、觸載荷及最大接觸應(yīng)力增大。有限元計(jì)算軸承接觸應(yīng)力與數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行比較，結(jié)果相差不大。軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)影響軸承承載能力，當(dāng)軸承承受徑向力為0 kN時(shí)，軸承游隙對(duì)軸承承載能力影響較小；隨著溝曲率半徑系數(shù)增大，承載能力減??；原始接觸角增大，軸承承載能力增大。隨著軸承承受徑向力增大，軸承游隙及軸承溝曲率半徑系數(shù)對(duì)軸承承載能力的影響趨勢(shì)相同。軸承原始接觸角對(duì)軸承承載能力的影響趨勢(shì)不同。隨著軸承負(fù)游隙絕對(duì)值的增大軸承疲勞壽命先增大后減小，摩擦力矩減小